DE102008000382A1 - Offshore-foundation's e.g. monopole foundation, vertical misalignment correction method for wind energy plant, involves rotating one of partial units around connection surface perpendicular to axis until adjustment of mast is achieved - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft das Ausgleichen von Schiefstellungen der Gründungen von Windenergieanlagen (WEA).The The invention relates to the compensation of misalignments of the foundations of wind turbines (WEA).
Stand der TechnikState of the art
Bei Windenergieanlagen gibt es oft das Problem, den Turm in vertikaler Richtung auszurichten, wenn das Fundament schief aufgebaut wurde. Im Bereich von Offshore-Gründungen tritt dieses Problem aufgrund der extremen Umweltbedingungen vor Ort (Wind, Wellen) und den damit verbundenen logistischen Problemen besonders häufig auf.at Wind turbines often there is the problem of the tower in vertical Direction to align when the foundation was built wrong. In the field of offshore foundations This problem occurs due to the extreme environmental conditions Place (wind, waves) and the associated logistical problems especially common on.
Bei Monopilegründungen (ein in den Boden gerammtes Stahlrohr) wird derzeit eine ungewollte Schiefstellung zwischen Mast und dem gerammten Pfahl durch eine sogenannte Grout-Verbindung ausgeglichen. Bei einer Grout-Verbindung werden zwei Stahlrohre mit unterschiedlichen Durchmessern ineinander gesteckt und ausgerichtet. Anschließend wird der Zwischenraum mit einem speziellen Grout-Material vergossen um die Rohre kraftschlüssig zu verbinden. Diese Art der Verbindung ist relativ teuer und nicht nachjustierbar.at Monopilegründungen (a steel pipe rammed into the ground) is currently an unwanted slant between the mast and the rammed pile by a so-called Grout connection balanced. For a Grout connection Two steel tubes with different diameters intermesh plugged and aligned. Subsequently, the gap potted with a special grout material around the pipes to positively connect. This type of connection is relatively expensive and not readjusted.
Bei anderen Gründungsvarianten wie z. B. Jacket-Gründungen (räumliche Stahlgitterkonstruktion) oder Schwergewichtsgründungen aus Beton sind die ungewollten Schiefstellungen jedoch nicht so leicht auszugleichen. Deshalb wird bei diesen Gründungsvarianten mit ziemlich hohem Aufwand versucht, die Gründung exakt auszurichten, damit der Turm der WEA später gerade steht. Es wäre möglicherweise auch hier eine Grout-Verbindung zwischen Gründung und Mast machbar, jedoch wäre der Aufwand enorm und wirtschaftlich uninteressant. Eine Korrektur von späteren Schiefstellungen, z. B. durch Fundamentsetzungen, wäre auch hier mit einer Grout-Verbindung nicht machbar.at other foundation variants such as B. Jacket foundations (spatial Steel grid construction) or heavyweight foundations made of concrete are the However, unintentional misalignments can not be easily compensated. Therefore, these founding variants with quite a lot of effort tries to align the foundation exactly so the tower of the WEA later is just standing. It would be possibly Here, too, a Grout connection between founding and mast feasible, however would be the effort enormously and economically uninteresting. A correction of later misalignments, z. B. by foundations, would also be here with a Grout connection impossible.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Richtungskorrektur und ein Konstruktionselement für sämtliche Gründungsstrukturen zu schaffen, welches unplanmäßige Schiefstellungen der Gründung ausgleichen kann, damit der darauf befestigte Mast in die gewünschte Richtung zeigt (üblicherweise senkrecht) und keine weitere vertikale Ausrichtung erforderlich ist. Das erfinderische Richtungskorrekturelement soll zudem eine Nachjustierung auch noch zu einem späteren Zeitpunkt ermöglichen.Of the The invention is therefore based on the object, a method for Direction correction and one design element for all foundation structures to create which unscheduled misalignments the foundation can balance so that the mast mounted thereon in the desired direction (usually vertical) and no further vertical alignment required is. The inventive direction correction element should also be readjusted even at a later date Allow time.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen der Ansprüche angegebenen Merkmale gelöst.The The object is achieved by the features specified in the characterizing part of the claims.
Wesentliches
Merkmal der Erfindung ist es, durch Verdrehen zweier Elemente A
und B um eine gemeinsame Verbindungsfläche (
Ist
die Neigung der Verbindungsfläche
Um
einen Windenergiemast in gewünschter Stellung
auszurichten (meist senkrecht) ist es aber für den allgemeinen Fall notwendig,
daß mindestens zwei
Verbindungsflächen
(
Das
erfindungsgemäße Korrekturelement weist
in seiner einfachsten Form als Zwischenstück zwischen Mast und Gründung mindestens
eine schräge
Verbindungsfläche
(
Ist
die erste Verbindungsfläche
(
Ist
die erste Verbindungsfläche
(
Das erfindungsgemäße als Zwischenstück ausgeführte Korrekturelement kann auch aus mehreren, bevorzugt direkt übereinander angeordneten, Teilelementen bestehen, die zueinander über schräge und waagerechte oder nur schräge Verbindungsflächen miteinander in Kontakt stehen.The according to the invention executed as an intermediate piece correction element can also consist of several, preferably directly superimposed, sub-elements exist that over each other slope and horizontal or just oblique connection surfaces in contact with each other.
Ein
solches Element ist z. B. in
Die
abgeschrägten
Elemente bzw. schrägen Verbindungsflächen bestehen
z. B. aus planmäßig schief
an einem Mastteilende angebrachten Ringflanschen (innen- oder außenliegend),
die eine Neigung n gegenüber
der üblichen „waagerechten” Ringflanschlage
(senkrecht zur Rohrachse) aufweisen. Durch das gegenseitige Verdrehen
der Mastelemente (z. B. Rohre) um den Winkel α von 0° bis ±180° um die gegenüber der
Mastachse um n geneigte Verbindungsebene können somit sämtliche Schiefstellungen
zwischen 0 (
Die Schnittfläche einer nicht senkrecht zur Rohrache verlaufenden Ebene mit einem Kreisrohr ergibt eine Ellipse. Die Ringflanschverbindung in oben genanntem Beispiel ist somit auch elliptisch.The section a non-perpendicular to the tube extending plane with a Circular tube gives an ellipse. The ring flange connection in top This example is therefore also elliptical.
In
Große Neigungen der Ringflansche sind ebenso möglich, jedoch muss dann auch ein größerer Unterschied zwischen kleiner und großer Hauptachse der Ellipse ausgeglichen werden. Kann dieser nicht mehr an der Schweißnaht zwischen Rohr und Flansch ausgeglichen werden, so müssen die Ringflansche als Ellipsen gefertigt werden. Ein Ausgleich zwischen den gegenseitig verdrehten Ellipsen (im Extremfall 90°) könnte dann z. B. durch das Lochspiel der Schrauben in den Flanschen ausgeglichen werden.Great inclinations the ring flanges are also possible but then there must be a bigger difference between small and big Main axis of the ellipse be balanced. Can not do this anymore at the weld between the pipe and flange are compensated, so must Ring flanges are made as ellipses. A balance between the mutually twisted ellipses (in extreme cases 90 °) could then z. B. compensated by the hole play of the screws in the flanges become.
Bei der Ausbildung der Ringflansche als Kreis (kleine Neigungen) ist außerdem der Einsatz von Paßschrauben möglich.at the formation of the ring flanges as a circle (small inclinations) is Furthermore the use of fitting screws possible.
Das Richtungskorrekturelement kann somit sämtliche richtungsunabhängigen Schiefstellungen bis 2·n ausgleichen und ist universell für sämtliche Gründungsvarianten einsetzbar. Auch im Sanierungsfall nachträglicher Fundamentschiefstellungen kann das Element eingesetzt werden. Hierzu ist das Richtungskorrekturelement bevorzugt vor dem Sanierungsfall in den Turm der Windenergieanlage einzubauen.The Direction correction element can thus all direction-independent misalignment up Balance 2 · n and is universal for all foundation variants used. Even in the case of rehabilitation of subsequent foundation misalignments the element will be used. For this purpose, the direction correction element preferably before the refurbishment case in the tower of the wind turbine install.
Die Erfindung stellt deshalb eine sichere, kostengünstige und zeitsparende Lösung der Probleme dar. Zudem kann der Montageaufwand der Gründungen reduziert werden, da größere Toleranzen zulässig sind.The The invention therefore provides a safe, cost-effective and time-saving solution Problems dar. In addition, the installation effort of the foundations be reduced because of larger tolerances permissible are.
Anstatt ein zweiteiliges Richtungskorrekturelement zwischen Gründung und Mast einzubauen, ist es auch möglich, nur ein einziges Element einzusetzen, welches zur Gründung hin über eine „waagerechte” Verbindungsfläche verfügt, die senkrecht zur Achse des Elementes ist und über eine Verbindungsfläche zum darüber befindlichen Mast hin, die gegenüber der Senkrechten zur Achse um n geneigt ist. In diesem Falle muß aber der Mast an seiner Verbindungsfläche zum Korrekturelement ebenfalls über eine schräge Verbindungsfläche verfügen, um einen Korrekturknick erzeugen zu können! Sind Masten an ihrer Unterseite von vornherein mit einer solchen schrägen Verbindungsfläche ausgestattet, spart man beim Richtungskorrekturelement zwei teure Flansche ein! Dadurch ist es lohnend, die schräge Verbindungsfläche standardmäßig bei allen Masten von vornherein vorzusehen, selbst wenn die Gründung ausnahmsweise ausreichend gerade stehen sollte.Instead of a two-part directional correction element between foundation and It is also possible to install the mast to use only a single element, which has a "horizontal" connection surface at the foundation, the is perpendicular to the axis of the element and via a connecting surface to the about that located mast, opposite the perpendicular to the axis is inclined by n. In this case, but must Mast on its interface to the correction element also via a slope interface feature, to create a correction kink! Are masts on her Bottom of the front equipped with such an oblique connection surface, Saves the direction correction element two expensive flanges! That makes it rewarding, the weird interface by default to provide for all masts from the outset, even if the creation is exceptional should stand sufficiently straight.
Die Figuren zeigen eine schematische Darstellung der Erfindung. Gezeigt ist das Beispiel eines Richtungskorrekturelementes aus zwei zusammengesetzten Einzelelementen. Die Neigungen sind zur besseren Veranschaulichung übertrieben dargestellt. Auch die Elliptizität der Verbindungsebene zwischen den zwei Einzelelementen ist stark übertrieben, um den gegenseitigen Verdrehwinkel besser darstellen zu können.The Figures show a schematic representation of the invention. Shown is the example of a direction correction element of two composite Individual elements. The inclinations are exaggerated for better illustration shown. Also the ellipticity the level of connection between the two individual elements is greatly exaggerated, to better represent the mutual angle of rotation.
Die Flansche sind zur besseren Veranschaulichung als außenliegend dargestellt. Bevorzugt sind aber innenliegende Flansche, deren Verschraubungen vom Inneren des Rohres zugänglich sind.The flanges are shown outside for better illustration. But are preferred internal flanges whose Verschraubun conditions are accessible from the interior of the tube.
Die
schiefen Schraubenverbindungen durch die Flansche muß in den
Fällen
von
- AA
- Teilelement A des Richtungskorrekturelementessubelement A of the direction correction element
- BB
- Teilelement B des Richtungskorrekturelementessubelement B of the direction correction element
- 11
-
um
n gegenüber
der Senkrechten zur Achse
3 geneigte Verbindungsfläche von Teilelement A zu Teilelement B (hier als Außenflansch ausgeführt)around n with respect to the perpendicular to the axis3 inclined connecting surface of partial element A to partial element B (executed here as outer flange) - 22
-
um
n gegenüber
der Senkrechten zur Achse
4 geneigte Verbindungsfläche von Teilelement B zu Teilelement A (hier als Außenflansch ausgeführt)around n with respect to the perpendicular to the axis4 inclined connecting surface of sub-element B to sub-element A (executed here as outer flange) - 33
- Achse von Teilelement Aaxis of subelement A
- 44
- Achse von Teilelement Baxis of subelement B
- 55
- Verbindungsfläche von Teilelement A zum darüber befindlichen RestmastInterface of Subelement A to the above located remainder mast
- 66
- Verbindungsfläche von Teilelement B zur darunterbefindlichen GründungInterface of Subelement B for foundation underneath
- 77
- keilförmige Unterlegscheibewedge-shaped washer
- αα
-
Winkel
der Verdrehung der Achsen der elliptischen Flächen
1 und2 zueinanderAngle of rotation of the axes of the elliptical surfaces1 and2 to each other - nn
-
Neigung
der Verbindungsflächen
1 und2 gegen die Senkrechte zur Achse des jeweiligen TeilelementesInclination of the connecting surfaces1 and2 against the perpendicular to the axis of the respective sub-element
Claims (2)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: STRABAG OFFSHORE WIND GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: ED. ZUEBLIN AG, 70567 STUTTGART, DE Effective date: 20120323 |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: STRABAG OFFSHORE WIND GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: STRABAG OFFSHORE WIND GMBH, 27472 CUXHAVEN, DE Effective date: 20130620 |
|
| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
| R003 | Refusal decision now final |